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P L S fisica Alcune esperienze di laboratorio sull’ottica geometrica - Verifica della legge sulla riflessione - Verifica della legge di Snell - Esperienza.

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Presentazione sul tema: "P L S fisica Alcune esperienze di laboratorio sull’ottica geometrica - Verifica della legge sulla riflessione - Verifica della legge di Snell - Esperienza."— Transcript della presentazione:

1 P L S fisica Alcune esperienze di laboratorio sull’ottica geometrica - Verifica della legge sulla riflessione - Verifica della legge di Snell - Esperienza sulle lenti sottili

2 specchio     Leggi della riflessione Il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale allo specchio giacciono sullo stesso piano L’angolo formato dal raggio incidente e dalla normale è uguale a quello formato dal raggio riflesso e dalla normale Alla superficie di separazione tra due mezzi trasparenti si manifesta il fenomeno della rifrazione Leggi della rifrazione (Snell) Il raggio incidente, il raggio rifratto e la normale allo specchio giacciono sullo stesso piano L’angolo formato dal raggio incidente e dalla normale (  1 ) e quello formato dal raggio rifratto e dalla normale (  2 ) sono legati dalla seguente relazione n 1 sen  1 = n 2 sen  2 dove n 1 n 2 sono gli indici di rifrazione dei due mezzi (n aria =1, n acqua =1.33, n vetro = ) n1n1 n2n2

3 Verifica sperimentale della legge della riflessione Si intende misurare l’angolo tra il raggio incidente e quello riflesso (  ) in funzione dell’angolo di rotazione dello specchio (  ) La relazione attesa è molto semplice  = 2  Quindi il grafico dei punti sperimentali dovrebbe riprodurre, compatibilmente con gli errori, una retta passante per l’origine degli assi con coefficiente angolare uguale a 2 LASER schermo  

4 specchio LASER schermo 1.Passo della misura Si allinea lo specchio in modo che il raggio laser torni sul laser stesso Questo primo passo rappresenta l’azzeramento del dispositivo di misura In questa configurazione  = 0  = 0 Si misura L la distanza tra lo specchio e il laser utilizzando il metro a nastro. Si stima l’errore associato. L

5 LASER schermo   2.Passo della misura Si ruota lo specchio per mezzo delle apposite viti e si prende nota dell’angolo di rotazione  Si misura lo spostamento D dello spot luminoso sullo schermo. L’angolo  (in radianti) è dato dalla relazione  = D/L L’operazione viene ripetuta più volte al fine di ottenere un numero adeguato di coppie di valori (  ) Si stimano gli errori associati alle diverse misure. D

6  (°)  (°) 3.Passo della misura Dopo aver convertito tutti i valori nelle stesse unità di misura (tutti gradi o tutti radianti), si disegna il grafico dei punti sperimentali e si interpola per mezzo di una retta passante per l’origine

7 aria plastica 22 11 Verifica sperimentale della legge della rifrazione n 1 sen  1 = n 2 sen  2 Materiale disponibile: base con goniometro lampada semicilindro trasparente schermo

8 1. Azzeramento Base con goniometro Schermo Lampada 0

9 2. Azzeramento con semicilindro Base con goniometro Schermo Lampada 0

10 3. Rotazione del cilindro e misura di  2 Base con goniometro Schermo Lampada 11 22 Il passo 3 viene ripetuto più volte per diversi valori di  1 e  2. Si verifichi per ogni coppia di valori la validità delle legge di Snell e si calcoli il valore di n 1, sapendo che n 2 =1

11 aria plastica 22 11  LIM Riflessione totale 90° n 1 sen  LIM = n 2 sen 90° = n 2

12 4. Determinazione dell’angolo limite  LIM Oltre un certo valore di  1 (  LIM ) il raggio rifratto scompare e si rafforza notevolmente il raggio riflesso. Si verifica così la riflessione totale, sempre per effetto della legge di Snell. La misura dell’angolo limite permette di ricalcolare l’indice di rifrazione n 1 sen  LIM = n 2 sen 90° = n 2 n 1 = n 2 / sen  LIM = 1 / sen  LIM

13 F D I O F S p q Verifica sperimentale della legge dei punti coniugati (1) - Banco ottico - Lampada e oggetto (O) - Lente (L) - Schermo (I)

14 Verifica sperimentale della legge dei punti coniugati (2) 1) Posizionare l’oggetto illuminato 2) Posizionare la lente 3) Cercare la posizione dello schermo in cui l’immagine è ben a fuoco 4) Calcolare p come distanza OL 5) Calcolare q come distanza LI 6) Memorizzare i valori p,q con i rispettivi errori 7) Ripetere più volte, per diverse posizioni della lente F D I O F S p q L

15 Verifica sperimentale della legge dei punti coniugati (3) 1) Analizzare i dati, facendo un grafico dei valori p,q 2) Adattare i dati alle relazione dei punti coniugati


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